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汽油饱和蒸气吸附回收用活性炭的结构修饰研究

作　者: 秦勇
导　师: 钱岭
学　校: 中国石油大学
专　业: 工业催化
关键词: 活性炭改性汽油饱和蒸气吸附脱附
分类号: TE626.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

在汽油的储运、使用过程中存在着较为严重的油气蒸发损耗问题,逸散的油气还是形成光化学烟雾的主要成分,严重影响大气环境。因此,近年来汽油蒸气回收和利用的研究受到了广泛的关注。汽油蒸气的回收方法主要包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法,其中吸附法是一种有效的油气回收技术。但是,目前吸附法中用作吸附剂的商用活性炭存在着比表面积和孔容较低、孔径较小等缺点,不利于汽油蒸气的回收和利用。本论文的主要目的就是寻求简单易行的改性方法提高活性炭对汽油蒸气的吸/脱附性能,并从拓展对回收汽油蒸气的利用角度出发,提高脱附气体中戊烷的质量分数,从而有利于戊烷的分离和利用。首先以商用活性炭A为原料,分别采用硝酸、双氧水、氨水、氢气、酸碱对其进行表面化学结构改性处理。用Boehm滴定测定了活性炭的表面官能团,同时通过低温N2吸脱附法对活性炭的孔结构进行了表征,并建立了动态吸/脱附装置,通过该装置并结合TPD研究了90号汽油饱和蒸气在不同活性炭样品上的吸/脱附性能。系统考察了改性剂浓度对活性炭的表面官能团、孔结构以及脱附气体中戊烷质量分数变化的影响。结果表明,氨水处理、氢气处理、酸碱处理均提高了活性炭对汽油饱和蒸气吸/脱附性能,其中以浓度为10%的酸碱交替处理效果最佳;对脱附气体中戊烷的富集效果较好的改性方法是硝酸处理和氨水处理,其最佳处理浓度分别是10%、20%。其次以商用活性炭B为原料,采用KOH作为活化剂对其进行表面物理结构改性处理。用低温N2吸脱附法对活性炭的孔结构进行了表征,在动态吸/脱附装置和TPD上研究了90号汽油饱和蒸气在不同活性炭样品上的吸/脱附性能,系统考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭的孔结构以及脱附气体中戊烷质量分数变化的影响。研究发现,活性炭对汽油饱和蒸气的吸/脱附性能受多个孔结构参数的影响,其中以微孔比表面积的影响最大;另外,较大的中孔孔容、较宽的孔径分布,有利于汽油饱和蒸气的吸/脱附。同时,得到了最优的改性条件:碱炭比为1.4,活化温度为800℃,活化时间为120min。

汽油饱和蒸气吸附回收用活性炭的结构修饰研究

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